KR20210064841A - 지적 측량 드론 및 이를 이용한 지적 측량 방법 - Google Patents

지적 측량 드론 및 이를 이용한 지적 측량 방법 Download PDF

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강병안
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Abstract

본 발명은 지적 측량 드론 및 이를 이용한 지적 측량 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 연동 가능한 드론은, 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 토지의 경계점 측량을 위한 드론의 동작을 제어하는 제어모듈이 구비된 본체부 및 본체부와 연결되는 복수개의 프로펠러가 구비된 날개부를 포함하며, 제어모듈은 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식할 수 있다.

Description

지적 측량 드론 및 이를 이용한 지적 측량 방법{INTELLECTUAL SURVEY DRONE AND METHOD USIGN THEREOF}
본 발명은 지적 측량 드론 및 이를 이용한 지적 측량 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 측량 시 이용하는 측량 도구와 전문 인력이 불필요하며, 토지의 경계점 좌표로 드론이 이동함으로써 사용자에게 손쉽게 경계점 좌표를 알려줄 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 측량 기술은 측량 전문가 2인 내지 3인이 한 조가 되어 데오드라이트, 광파측거기, 광파조준의, 플라니메타 및 조준의 등 각종 장비를 이용하여 측량하는 방법을 사용한다. 따라서, 종래의 측량 기술을 이용하면, 인적, 물적, 시간적 비용이 많이 소모된다는 문제가 있음.
또한, 종래의 측량 기술에 드론을 이용하는 방식이 존재하는데, 이는 드론에 장착된 카메라로 측량할 지역을 촬영하고, Pix4D 등과 같은 랜더링 프로그램으로 컴퓨터에 구현하여 이용하는 방식이라 실질적으로 드론이 현실에서 직접 알려주는 방식이 아니다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0056328호 (2018.05.28)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 완화 및 해결하기 위한 것으로서, 기존의 측량 기술을 탈피한 새로운 측량 기술 방법을 제시함과 동시에 드론이 자동 비행하여 경계점 좌표를 순차적으로 방문함으로써, 손쉽게 경계점 좌표를 제시하고, 기존의 드론 수동 조종으로 인한 조종 미숙 사고를 줄일 수 있는 드론 및 드론 제어 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 연동 가능한 지적 측량 드론은, 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 토지의 경계점 측량을 위한 드론의 동작을 제어하는 제어모듈이 구비된 본체부 및 본체부와 연결되는 복수개의 프로펠러가 구비된 날개부를 포함하며, 제어모듈은 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈은, 웨이포인트 형태의 경계점 좌표를 이미지화된 마커(marker)로 변환하고, 변환된 마커를 사용자 단말로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈은, 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 드론이 마커가 표시된 대상면적으로 자동 비행하도록 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈은, 마커가 표시된 대상면적의 경계점 좌표 측정이 완료되거나 중단되면, 사용자 단말로부터 다음 제어신호가 전달될 때까지 드론이 호버링(hovering) 또는 로이터링(loitering) 하도록 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 연동 가능한 지적 측량 드론을 이용한 지적 측량 방법은, 드론의 제어모듈이 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식하는 단계, 제어모듈이 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 드론이 대상면적으로 자동 비행하도록 동작을 제어하는 단계, 제어모듈이 대상면적의 경계점 좌표를 측정하는 단계 및 제어모듈이 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 드론이 다른 대상면적으로 자동 비행하거나 소정의 지점에서 공중 정지하도록 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트 형태로 인식하는 단계에서는, 제어모듈이 웨이포인트 형태의 경계점 좌표를 이미지화된 마커(marker)로 변환하고, 변환된 마커를 사용자 단말로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 드론이 다른 대상면적으로 자동 비행하거나 소정의 지점에서 공중 정지하도록 동작을 제어하는 단계에서는, 제어모듈이 마커가 표시된 대상면적의 경계점 좌표 측정이 완료되거나 중단되면, 사용자 단말로부터 다음 제어신호가 전달될 때까지 드론이 호버링(hovering) 또는 로이터링(loitering) 하도록 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 드론을 이용하면, 별도의 측량 도구 없이 드론과 핸드폰만으로 경계점 측량이 가능하므로, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
(1) 사용자의 조종 미숙으로 인한 사고 최소화할 수 있음
(2) 지적 측량 시에 소요되는 인적, 물적, 시간적 비용이 감소됨
(3) 전문가가 아닌 비전문가의 측량을 가능하게 함
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 본체부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 제어를 위한 사용자 단말의 화면으로서, 드론과 사용자 단말이 연결된 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 제어를 위한 사용자 단말의 화면으로서, 화면의 일 지점이 클릭된 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 제어를 위한 사용자 단말의 화면으로서, 드론의 임무수행을 위한 제어신호가 전송된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 제어를 위한 사용자 단말의 화면으로서, 임무수행을 위한 제어신호에 따라 드론이 동작하는 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론의 제어를 위한 사용자 단말의 화면으로서, 드론의 임무정지를 위한 제어신호가 전송된 상태를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 더불어, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 연동 가능한 지적 측량 드론(10)은, 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 토지의 경계점 측량을 위한 드론(10)의 동작을 제어하는 제어모듈이 구비된 본체부(11) 및 본체부(11)와 연결되는 복수개의 프로펠러가 구비된 날개부(12)를 포함한다. 예를 들어, 드론(10)은 헥사콥터로서, 제어모듈로 픽스호크(Pixhawk)를 이용하며, GPS 정보를 기반으로 동작하는 드론(10)이다. 드론(10)과 사용자 단말은 픽스호크와 안드로이드 간 핫스팟-와이파이(WIFI) 간 연결로 통신하기 때문에, 와이파이와 안드로이드 간 핫스팟 정보가 동일하게 설정된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 본체부(11)의 확대도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부(11)에는 텔레메트리(Telemetry) 모듈, 파워모듈, 수신모듈, 부저, 스위치, FPV(First Person View) 모듈, GPS 모듈 및 WI-FI 모듈이 구비되며, 전술한 모듈들은 제어모듈과 연결된다. 예를 들어, 도 2의 (a)를 참조하면, 텔레메트리 모듈, 파워모듈, 수신모듈 등이 제어모듈인 픽스호크에 연결되어 제어된다. 본체부(11)의 하단에는 배터리가 연결되어 파워모듈로 픽스호크에 연결되도록 조립된다.
도 2의 (b)를 참조하면, 배터리에서 연결되는 선이 추가로 부착되어 파워모듈이 연결됨으로써, 레이저에 전류가 공급되도록 설치된다. 이때, GPS 모듈의 위치와 레이저가 가르키는 지점의 오차가 적어지도록, 레이저는 GPS 모듈에 인접하여 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 제어를 위한 사용자 단말의 화면(21)으로서, 드론(10)과 사용자 단말이 연결된 상태를 나타낸다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자 단말의 핫스팟을 켠 후, 드론(10)에 배터리를 연결하고, 사용자 단말의 애플리케이션을 실행하면, 도 3과 같은 화면(21)을 확인할 수 있다. 화면(21) 상단의 유저 인터페이스(UI)바를 통해 현재 드론(10)의 배터리 전압, 비행 모드, 고도, 속도, 각도, GPS 모듈에 잡히는 위성의 개수 등 드론(10)의 정보를 확인할 수 있다. 화면(21)의 우측 정보창을 통해서는 사용자에게 드론(10)의 이벤트를 알려주는 기능이 제공될 수 있다.
사용자는 좌측 하단의 [이륙 설정] 버튼을 클릭하여 원하는 이륙 고도를 설정할 수 있고, 그 아래 위치한 [아밍] 버튼을 클릭하여 자동 시동·이륙·착륙을 제어할 수 있다. 또한, 우측 하단의 [맵 잠금] 버튼으로 지도의 움직임을 제어할 수 있고, [지적도] 버튼으로 소정의 웹사이트(e.g. naver 등)에서 제공하는 지적도의 기능을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 제어를 위한 사용자 단말의 화면(22)으로서, 화면(22)의 일 지점이 클릭된 상태를 나타낸다.
도 4는 사용자가 화면(22)의 원하는 지점을 클릭했을 때의 모습으로, 클릭한 지점의 면적을 도형으로 보여준다. 화면(22)의 하단에는 주소와 면적, 지가 정보가 제공된다. 사용자에 의해 우측 하단의 [RESET] 버튼이 클릭되면, 도형과 주소, 면적, 지가 정보는 초기화된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 제어를 위한 사용자 단말의 화면(23)으로서, 드론(10)의 임무수행을 위한 제어신호가 전송된 상태를 나타낸다.
사용자가 도 5의 [임무 전송] 버튼을 클릭하면, 사용자 단말은 클릭한 면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 드론(10)의 제어모듈로 전송한다. 즉, 드론(10)의 제어모듈은 사용자 단말로부터 전달된 제어신호(i.e. [임무 전송] 버튼의 클릭신호)를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식할 수 있다. 드론(10)으로 제어신호의 전송이 완료되면, "미션 업로드 완료"라는 알림창이 사용자 단말의 화면(23)에 팝업된다.
이때, 제어모듈은 웨이포인트 형태의 경계점 좌표를 이미지화된 마커(marker)로 변환하고, 변환된 마커를 사용자 단말로 전달할 수 있다. 즉, 사용자 단말의 화면(23)에서 드론(10)이 처음으로 이동할 경계점 좌표가 마커 형태의 이미지로 출력될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 제어를 위한 사용자 단말의 화면(24)으로서, 임무수행을 위한 제어신호에 따라 드론(10)이 동작하는 상태를 나타낸다.
사용자가 도 6의 [임무 시작] 버튼을 클릭하면, 제어모듈은 드론(10)의 비행모드를 오토(Auto)모드로 변경하게 되고, 제어모듈의 모드 변경을 통해 드론(10)은 마커가 표시된 곳으로 자동 비행하게 된다. 드론(10)은 목적지에 도착하면 1초 동안 그 자리에서 대기하고, 기존의 마커가 사라지고 다음 경계점 좌표에 마커가 생성되면 그 지점으로 이동한다. 드론(10)은 마지막 지점까지 비행을 마치면, 그 지점에 호버링(공중 정지)하면서 다음 명령을 대기한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지적 측량 드론(10)의 제어를 위한 사용자 단말의 화면(25)으로서, 드론(10)의 임무정지를 위한 제어신호가 전송된 상태를 나타낸다.
사용자가 도 7의 [임무 중지] 버튼을 클릭하면, 제어모듈은 드론(10)의 비행모드를 로이터링(GPS 모드)로 변경하게 되고, 드론(10)은 현재 모드가 변경된 자리에 로이터링하면서 다음 명령을 대기한다. 화면(25)의 왼쪽에 [임무 전송] 버튼이 [임무 재시작] 버튼으로 변경되어 사용자가 해당 버튼을 클릭하면, 드론(10)은 다시 오토모드로 변경되어 다음 이동할 경계점 좌표로 이동한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 지적 측량 드론 11: 본체부
12: 날개부
21, 22, 23, 24, 25: 사용자 단말의 화면

Claims (7)

  1. 사용자 단말과 연동 가능한 지적 측량 드론에 있어서,
    상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 토지의 경계점 측량을 위한 드론의 동작을 제어하는 제어모듈이 구비된 본체부; 및
    상기 본체부와 연결되는 복수개의 프로펠러가 구비된 날개부를 포함하며,
    상기 제어모듈은 상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 드론.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은, 상기 웨이포인트 형태의 경계점 좌표를 이미지화된 마커(marker)로 변환하고, 상기 변환된 마커를 상기 사용자 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 드론.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어모듈은, 상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 상기 드론이 상기 마커가 표시된 대상면적으로 자동 비행하도록 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 드론.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어모듈은, 상기 마커가 표시된 대상면적의 경계점 좌표 측정이 완료되거나 중단되면, 상기 사용자 단말로부터 다음 제어신호가 전달될 때까지 상기 드론이 호버링(hovering) 또는 로이터링(loitering) 하도록 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 드론.
  5. 사용자 단말과 연동 가능한 지적 측량 드론을 이용한 지적 측량 방법에 있어서,
    상기 드론의 제어모듈이 상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트(waypoint) 형태로 인식하는 단계;
    상기 제어모듈이 상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 상기 드론이 대상면적으로 자동 비행하도록 동작을 제어하는 단계;
    상기 제어모듈이 상기 대상면적의 경계점 좌표를 측정하는 단계; 및
    상기 제어모듈이 상기 사용자 단말로부터 전달된 제어신호를 기초로 상기 드론이 다른 대상면적으로 자동 비행하거나 소정의 지점에서 공중 정지하도록 동작을 제어하는 단계를 포함하는 지적 측량 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 대상면적의 경계점 좌표를 웨이포인트 형태로 인식하는 단계에서는,
    상기 제어모듈이 상기 웨이포인트 형태의 경계점 좌표를 이미지화된 마커(marker)로 변환하고, 상기 변환된 마커를 상기 사용자 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 드론이 다른 대상면적으로 자동 비행하거나 소정의 지점에서 공중 정지하도록 동작을 제어하는 단계에서는,
    상기 제어모듈이 상기 마커가 표시된 대상면적의 경계점 좌표 측정이 완료되거나 중단되면, 상기 사용자 단말로부터 다음 제어신호가 전달될 때까지 상기 드론이 호버링(hovering) 또는 로이터링(loitering) 하도록 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 지적 측량 방법.
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KR20230081099A (ko) * 2021-11-30 2023-06-07 (주)모메드솔루션 측량용 드론과 이를 이용한 3차원 지형 데이터 생성 방법

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KR20180056328A (ko) 2016-11-18 2018-05-28 주식회사 무림지앤아이 드론을 이용한 측량시스템

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